KR102405169B1

KR102405169B1 - 갱웨이용 자세 유지 장치

Info

Publication number: KR102405169B1
Application number: KR1020200121162A
Authority: KR
Inventors: 최윤환; 강기섭
Original assignee: 주식회사 모션다이나믹스
Priority date: 2020-09-21
Filing date: 2020-09-21
Publication date: 2022-06-07
Anticipated expiration: 2040-09-21
Also published as: KR20220038854A

Abstract

본 발명의 일실시예는 선박에 설치되는 자세 유지 장치로서, 해양구조물과 상기 선박 사이를 연결하는 다리 역할을 하는 갱웨이(gangway)와 결합되어, 상기 갱웨이를 지지하는 지지 모듈과, 상기 지지 모듈의 하부에 위치하고, 상기 지지 모듈과 결합되어, 상기 갱웨이가 일정한 자세를 유지할 수 있도록 동작하는 모션 플랫폼과, 상기 선박의 움직임을 감지하는 감지부와, 상기 감지된 상기 선박의 움직임을 분석한 움직임 정보를 토대로 상기 모션 플랫폼의 구동을 제어하기 위한 제어신호를 생성하는 프로세서를 포함하는 자세 유지 장치를 제공한다.

Description

갱웨이용 자세 유지 장치{APPARATUS FOR MAINTAINING POSTURE OF GANGWAY}

본 발명은 갱웨이용 자세 유지 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 8 자유도 갱웨이용 자세 유지 장치에 관한 것이다.

갱웨이(gangway)란 선박 또는 해양구조물에서 사용되는 사다리 또는 다리를 의미하며, 선박 및/또는 해양구조물 사이를 사람이 이동할 때 주로 사용되는 구조물이다.

해상에서 소형선박에서 대형선박으로 또는, 선박에서 해양구조물로 사람이 이동할 때, 파도, 너울 등으로 인해 상대적으로 작은 선박에는 많은 동요가 발생하며, 이러한 동요로 인해 갱웨이를 이동하는 사람이 추락하는 사고가 빈번하게 발생된다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 다양한 안전설비와 추락방지설비가 사용되고 있으며, 최근에는 선박에서 발생하는 동요과 관계없이 갱웨이를 안정적으로 사용할 수 있도록 하는 자세유지장치의 적용 사례가 증가하고 있다.

상기와 같은 자세유지장치는 북해 유전지대 등 유럽과 미국 등지에서 주로 사용되고 있으며, 최근에는 해상 유전이 많은 동남아 지역에서도 사용이 확대되고 있다.

갱웨이를 비롯하여 승선설비를 이용하는 경우의 추락사고는 해외 뿐만 아니라 국내에서도 자주 발생하고 있으며, 이러한 추락사고는 대부분 해양에서 선박 간을 이동하거나 소형 선박에서 대형선박으로 승선하는 경우에 빈번하게 발생된다.

따라서, 선박, 해양구조물에서의 추락사고 발생을 최소화하기 위한 갱웨이 및 승선설비의 자세를 유지시켜줄 수 있는 장치가 필요한 실정이다.

선행기술문헌으로는 US 2013/0228110 A1 이 개시되어 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 악천후 등 기후의 영향, 승선 사다리 설비의 불량, 승선자 또는 승선 사다리 조작자 실수 등과 같은 여러 변수에 의해 갱웨이에서 발생되는 추락사고를 최소화하기 위한 자세 유지 장치를 제공하는 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예는 선박에 설치되는 자세 유지 장치로서, 해양구조물과 상기 선박 사이를 연결하는 다리 역할을 하는 갱웨이(gangway)와 결합되어, 상기 갱웨이를 지지하는 지지 모듈과, 상기 지지 모듈의 하부에 위치하고, 상기 지지 모듈과 결합되어, 상기 갱웨이가 일정한 자세를 유지할 수 있도록 동작하는 모션 플랫폼과, 상기 선박의 움직임을 감지하는 감지부와, 상기 감지된 상기 선박의 움직임을 분석한 움직임 정보를 토대로 상기 모션 플랫폼의 구동을 제어하기 위한 제어신호를 생성하는 프로세서를 포함하는 자세 유지 장치를 제공한다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 모션 플랫폼의 하부에 위치하고, 상기 지지 모듈, 및 상기 모션 플랫폼의 균형을 유지시키기 위하여 구동 각도를 틸팅하는 스테빌라이저 모듈을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 모션 플랫폼은, 상기 스테빌라이저 모듈에 일측이 고정되는 베이스 플레이트와, 상기 베이스 플레이트의 타측에 일측이 연결되어 회동하는 복수의 베이스 연결 링크들과, 상기 베이스 연결 링크들 각각에 연결되어, 직선 운동하는 복수의 선형 액추에이터들과, 상기 지지 모듈과 결합되는 서브 플레이트와, 일측이 상기 선형 액추에이터들 각각에 연결되고, 타측이 상기 서브 플레이트와 연결되어 회동하는 복수의 서브 연결 링크들을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 베이스 플레이트는 다각형 형상으로 형성되되, 상기 베이스 연결 링크들 중 한 쌍의 베이스 연결 링크들을 상기 베이스 플레이트 상에 고정시키는 복수의 베이스 연결 링크 고정부들을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 베이스 연결 링크 고정부들이 배치되는 상기 베이스 플레이트는 내주면(內周面)에 비해 외주면(外周面)의 높이가 더 낮아지도록 경사진 형태로 형성될 수 있다.0

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 서브 플레이트는 다각형 형상으로 형성되되, 상기 베이스 플레이트의 면적보다 더 작게 형성되고, 상기 서브 플레이트는, 상기 서브 연결 링크들 중 한 쌍의 서브 연결 링크들을 상기 서브 플레이트 상에 고정시키는 복수의 서브 연결 링크 고정부들을 더 포함하며, 상기 각 서브 연결 링크 고정부에 의해 고정되는 한 쌍의 서브 연결 링크들은, 상기 각 베이스 연결 링크 고정부에 의해 고정된 각 쌍의 베이스 연결 링크들의 구성과 다른 구성의 상기 베이스 연결 링크의 쌍들과 연결된 상기 선형 액추에이터들과 연결될 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 서브 연결 링크 고정부들이 배치되는 상기 서브 플레이트는 내주면(內周面)에 비해 외주면(外周面)의 높이가 더 낮아지도록 경사진 형태로 형성되고, 중앙에 상기 지지 모듈이 관통하기 위한 홀이 형성될 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 프로세서는, 상기 움직임 정보를 토대로 상기 선박에 발생될 동요를 예측하여 예측 정보를 생성하고, 상기 예측 정보를 토대로 상기 제어신호를 생성할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 감지부는, 상기 선박이 설치된 위치에서의 미리 정해진 시간 동안의 상기 선박의 움직임을 감지하고, 상기 제어신호에 따라 상기 모션 플랫폼의 동작한 이후에 발생된 상기 선박의 움직임을 다시 측정하되, 상기 프로세서는, 상기 감지부에 의해 다시 측정된 움직임 정보와 상기 예측 정보를 비교하여 오차를 계산하고, 계산된 오차를 고려하여 상기 모션 플랫폼의 구동을 보정 제어하기 위한 제어신호를 다시 생성할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 악천후 등 기후의 영향, 승선 사다리 설비의 불량, 승선자 또는 승선 사다리 조작자 실수 등과 같은 여러 변수에 의해 갱웨이에서 발생되는 추락사고를 방지하고, 해상에서 근무하는 작업자의 안정도를 향상시킬 수 있다.

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도1은 갱웨이(gangway)와 본 발명의 일 실시예에 따른 자세 유지 장치를 예시한 도면이다.
도2는 선박의 자세 또는/및 움직임에 대하여 나타낸 도면이다.
도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자세 유지 장치의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도4은 본 발명의 일 실시예에 따른 자세 유지 장치를 나타낸 도면이다.
도5는 본 발명의 일 실시예에 따른 자세 유지 장치와 갱웨이가 결합된 모습을 도시한 도면이다.
도6는 본 발명의 일 실시예에 따른 모션 플랫폼(motion platform, 300)을 도시한 도면이다.
도7은 본 발명의 일 실시예에 따라 자세 유지 장치가 구동하고 있는 모습을 나타낸 도면이다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도1은 갱웨이(gangway)와 본 발명의 일 실시예에 따른 자세 유지 장치를 예시한 도면이다.

도1을 참고하면, 본 발명의 자세 유지 장치(10)는 선박(5)에 탑재될 수 있고, 이러한 본 발명의 자세 유지 장치(10)는 사람이 해양구조물(30)과 선박(5) 사이를 이동할 수 있도록 하는 갱웨이(20)의 자세를 일정하게 유지시켜 주기 위한 장치이다.

본 실시예에 따른 자세 유지 장치(10)는 파도, 너울 등에 의해 동요되는 선박(5)에 따라 자세가 변하게 되는 갱웨이(20)의 자세를 보정하여, 갱웨이(20)가 일정한 자세를 유지할 수 있도록 한다.

도2는 선박(5)의 자세 또는/및 움직임에 대하여 나타낸 도면이다.

도 2를 참조하면, 선박(5)의 자세 또는/및 움직임은, XYZ 좌표축에서 설명될 수 있다. XYZ 좌표계는 직교 좌표계일 수 있다. 예를 들어 XYZ 좌표계는, 카테시안(cartesian) 좌표계일 수 있다.

선박(5)은, 길이 방향을 가질 수 있다. 선박(5)의 전방부분(front portion)과 후방부분(rear portion)은, 선박(5)의 길이 방향을 따라 위치할 수 있다. 예를 들어 선박(5)의 전방부분에서 후방부분을 향하는 방향은, 선박(5)의 길이 방향과 나란할 수 있다. X축은, 선박(5)의 후방부분에서 전방부분을 향하는 방향과 나란할 수 있다.

선박(5)은, 좌우 방향을 가질 수 있다. 선박(5)의 우현(starboard side)에서 좌현(port side)을 향하는 방향은, Y축과 나란할 수 있다. 선박(5)은, 높이 방향을 가질 수 있다. 선박(5)의 하부 (lower portion)에서 상부(upper portion)을 향하는 방향은, Z축과 나란할 수 있다.

제1 병진 방향(TD1)은, X축과 나란할 수 있다. 제1 병진 방향(TD1)은, “서지(surge) 방향”이라 칭할 수 있다.

제1 병진 방향(TD1)은, 선박(5)의 길이 방향과 나란할 수 있다. 선박(5)이 호수, 강, 그리고 바다 중 적어도 하나의 환경(이하 “수상환경”)에 위치하는 경우, 선박(5)은 제1 병진 방향(TD1)으로 이동 또는 왕복운동을 할 수 있다. 수상환경은, 선박(5)에 모멘텀을 제공할 수 있다. 예를 들어 수상환경의 파도 또는 너울 또는 바람은, 선박(5)에게 운동량을 제공할 수 있다.

제1 회전 방향(RD1)은, 선박(5)의 길이 방향과 나란한 축을 중심으로 회전하는 방향을 의미할 수 있다. 제1 회전 방향(RD1)은, 예를 들어, 제1 병진 방향(TD1)과 나란한 선을 축으로 회전하는 방향을 의미할 수 있다. 예를 들어 제1 회전 방향(RD1)은, X축을 중심으로 회전하는 방향을 의미할 수 있다. 제1 회전 방향(RD1)은, “롤(roll) 방향” 또는 “롤링(rolling) 방향”이라 칭할 수 있다. 선박(5)이 수상환경에 위치하는 경우, 선박(5) 은 제1 회전 방향(RD1)으로 회전 운동할 수 있다.

제2 병진 방향(TD2)은, Y축과 나란할 수 있다. 제2 병진 방향(TD2)은, “스웨이(sway) 방향”이라 칭할 수 있다. 제2 병진 방향(TD2)은, 선박(5)의 좌우 방향과 나란할 수 있다. 선박(5)이 수상환경에 위치하는 경우, 선박(5)은 제2 병진 방향(TD2)으로 이동 또는 왕복운동을 할 수 있다.

제2 회전 방향(RD2)은, 선박(5)의 좌우 방향과 나란한 축을 중심으로 회전하는 방향을 의미할 수 있다. 제2 회전 방향(RD2)은, 예를 들어 제2 병진 방향(TD2)과 나란한 선을 축으로 회전하는 방향을 의미할 수 있다. 예를 들어 제2 회전 방향(RD2)은, Y축을 중심으로 회전하는 방향을 의미할 수 있다. 제2 회전 방향(RD2)은, “피치(pitch) 방향” 또는 “피칭(pitching) 방향”이라 칭할 수 있다. 선박(5)이 수상환경에 위치하는 경우, 선박(5)은 제2 회전 방향(RD2)으로 회전 운동할 수 있다.

제3 병진 방향(TD3)은, 선박(5)의 상하 방향과 나란할 수 있다. 제3 병진 방향(TD3)은, Z축과 나란할 수 있다.

제3 병진 방향(TD3)은, “히브(heave) 방향”이라 칭할 수 있다. 선박(5)이 수상환경에 위치하는 경우, 선박(5)은 제3 병진 방향(TD3)으로 이동 또는 왕복운동을 할 수 있다.

제3 회전 방향(RD3)은, 선박(5)의 높이 방향(또는 상하 방향)과 나란한 축을 중심으로 회전하는 방향을 의미할 수 있다. 제3 회전 방향(RD3)은, 예를 들어 제3 병진 방향(TD3)과 나란한 선을 중심으로 회전하는 방향을 의미할 수 있다. 예를 들어 제3 회전 방향(RD3)은, Z축을 중심으로 회전하는 방향을 의미할 수 있다. 제3 회전 방향(RD3)은, “요(yaw) 방향” 또는 “요잉(yawing) 방향”이라 칭할 수 있다. 선박(5)이 수상환경에 위치하는 경우, 선박(5)은 제3 회전 방향(RD3)으로 회전 운동할 수 있다.

도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자세 유지 장치의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이고, 도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 자세 유지 장치를 나타낸 도면이다.

도3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 자세 유지 장치(10)는 프로세서(100), 지지 모듈(200), 모션 플랫폼(300), 스테빌라이저 모듈(400), 및 감지부(500)를 포함할 수 있다.

본 발명의 자세 유지 장치(10)은 선박(5)에 설치될 수 있다. 선박(5)이 움직이면, 모션 플랫폼(300)의 베이스 플레이트(310)는 선박(5)을 따라 움직일 수 있다. 모션 플랫폼(300)의 선형 액추에이터 모듈(330)는 서브 플레이트(350)의 베이스 플레이트(310)에 대한 자세를 변화시킬 수 있다.

즉, 베이스 플레이트(310)가 선박(5)의 움직임에 의해 움직이더라도, 서브 플레이트(350)의 움직임은 선형 액추에이터 모듈(330)에 의해 억제될 수 있다.

도5는 본 발명의 일 실시예에 따른 자세 유지 장치와 갱웨이가 결합된 모습을 도시한 도면이다.

도5에 도시된 바와 같은, 본 발명의 실시예에 따른 지지 모듈(200)은 상면에 형성되는 결합부(230)를 통해 갱웨이(20)와 결합될 수 있다.

다시 도2를 참조한다. 본 발명의 실시예에 따른 모션 플랫폼(300)은 지지 모듈(200)의 하부에 위치하여, 지지 모듈(200)과 결합되어, 지지 모듈(200)이 회전 운동 또는 병진 운동할 수 있도록 동작할 수 있다.

도6는 본 발명의 일 실시예에 따른 모션 플랫폼(motion platform, 300)을 도시한 도면이다.

도6에 도시된 바와 같은, 본 발명의 실시예에 따른 모션 플랫폼(300)은 베이스 플레이트(310), 베이스 연결 링크 모듈(320), 선형 액추에이터 모듈(330), 서브 연결 링크 모듈(340), 및 서브 플레이트(350)를 포함하여 구성될 수 있다.

베이스 플레이트(310)는 스테빌라이저 모듈(400)에 일측이 고정될 수 있다. 즉, 베이스 플레이트(310)는 스테빌라이저 모듈(400)의 상부측에 결합될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 베이스 플레이트(310)는 다각형 형상으로 형성될 수 있다.

도6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 베이스 플레이트(310)는 6개의 베이스 연결 링크들(320) 중 한 쌍의 베이스 연결 링크들(예를 들어, 321, 322)을 베이스 플레이트(310) 상에 고정시키는 복수의 베이스 연결 링크 고정부(예를 들어, 311)들을 포함할 수 있다. 예컨대, 본 발명의 베이스 플레이트(310)는 3개의 베이스 연결 링크 고정부를 포함할 수 있다.

그리고, 베이스 연결 링크 고정부들(311, 312, 313)이 마련되는 베이스 플레이트(310)의 일면은 내주면(內周面)에 비해 외주면(外周面)의 높이가 더 낮아지도록 경사진 형태로 형성될 수 있다.

베이스 연결 링크 모듈(320)은 베이스 플레이트(310)의 타측에 일측이 연결되어 회동할 수 있다.

선형 액추에이터 모듈(330)은 베이스 연결 링크들(320) 각각에 연결되어, 직선 운동할 수 있다.

서브 연결 링크 모듈(340)은 일측이 선형 액추에이터들(330) 각각에 연결되고, 타측이 서브 플레이트(350)와 연결되어 회동할 수 있다.

서브 플레이트(350)는 모션 플랫폼(300)의 상부면으로서, 지지 모듈(200)과 결합될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 서브 플레이트(350)는 베이스 플레이트(310)와 마찬가지로 다각형 형상으로 형성될 수 있다. 예컨대, 서브 플레이트(350)는 베이스 플레이트(310)와 동일한 형상으로 형성되되, 베이스 플레이트(310)의 면적보다 작게 구현될 수 있다.

도6에는 도시되지 않았으나, 본 발명의 실시예에 따른 서브 플레이트(350)는 6개의 서브 연결 링크들(340) 중 한 쌍의 서브 연결 링크들(예를 들어, 341, 346)을 서브 플레이트(350) 상에 고정시키는 복수의 서브 연결 링크 고정부들을 포함할 수 있다. 예컨대, 본 발명의 서브 플레이트(350)는 3개의 서브 연결 링크 고정부를 포함할 수 있다.

예를 들어, 베이스 플레이트(310)는 제1베이스 연결 링크 고정부(311), 제2 베이스 연결 링크 고정(312) 및 제3 베이스 연결 링크 고정부(313)을 구비하고, 서브 플레이트(350)는 제1 서브 연결 링크 고정부(351), 서브 연결 링크 고정부(352), 및 제3 서브 연결 링크 고정부(353)을 구비하고, 제1 베이스 연결 링크 고정부(311)가 제1 베이스 연결 링크(321) 및 제2 베이스 연결 링크(322)와 결합된다고 가정할 때, 제1 서브 연결 링크 고정부(351)는 제1 서브 연결 링크(341) 및 제6 서브 연결 링크(346)와 연결될 수 있다.

즉, 각 서브 연결 링크 고정부에 의해 고정되는 한 쌍의 서브 연결 링크들은, 각 베이스 연결 링크 고정부에 의해 고정된 각 쌍의 베이스 연결 링크들의 구성과 다른 구성의 베이스 연결 링크의 쌍들과 연결된 선형 액추에이터들과 연결되는 것으로 구현될 수 있다.

그리고, 서브 연결 링크 고정부들(351, 352, 353)이 마련되는 서브 플레이트(350)의 일면은 내주면(內周面)에 비해 외주면(外周面)의 높이가 더 낮아지도록 경사진 형태로 형성될 수 있다.

또한, 서브 플레이트(350)의 중앙에 상기 지지 모듈(200)이 관통하기 위한 홀(354)이 형성될 수 있다.

본 실시예에 따른 서브 플레이트(350)는 베이스 플레이트(310)에 대하여, 다양한 자세(attitude)를 가질 수 있다. 예를 들어 서브 플레이트(350)는 베이스 플레이트(310)와 나란할 수 있다.

예를 들어 서브 플레이트(350)는 베이스 플레이트(310)에 대하여, 제1 병진 방향(TD1, 도 1 참조), 제2 병진 방향(TD2, 도 1 참조), 그리고 제3 병진 방향(TD3, 도 1 참조) 중 하나의 방향 또는 둘 이상의 조합에 따른 방향으로 이동할 수 있다.

또한, 서브 플레이트(350)는 베이스 플레이트(310)에 대하여 경사진 자세를 가질 수 있다. 서브 플레이트(350)는 베이스 플레이트(310)에 대하여, 제1 회전 방향(RD1, 도 1 참조), 제2 회전 방향(RD2, 도 1 참조), 그리고 제3 회전 방향(RD3, 도 1 참조) 중 하나의 방향 또는 둘 이상의 조합에 따른 방향으로 회전하여 경사진 자세를 가질 수 있다.

선형 액추에이터 모듈(330)은 베이스 플레이트(310)와 서브 플레이트(350)의 사이에 배치될 수 있다.

선형 액추에이터 모듈(330)은 복수개의 선형 액추에이터들을 포함하여 구성될 수 있다. 예를 들어 6개의 선형 액추에이터들(331 내지 336)이 제공될 수 있다.

선형 액추에이터 모듈(330)은 베이스 플레이트(310)에 대한 서브 플레이트(350)의 자세를 변형할 수 있다.

선형 액추에이터 모듈(330)은 신축(伸縮)할 수 있다. 복수 개의 선형 액추에이터 각각의 길이는 서로 다르게 조절될 수 있다.

예를 들어 6개의 선형 액추에이터(331 내지 336) 각각의 길이는, 서로 다르게 제어될 수 있다. 복수 개의 선형 액추에이터(330)는 베이스 플레이트(310)에 대한 서브 플레이트(350)의 6자유도를 제공할 수 있다.

도7은 본 발명의 일 실시예에 따라 자세 유지 장치가 구동하고 있는 모습을 나타낸 도면이다.

도7을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 스테빌라이저 모듈(Stabilizer module, 400)은 모션 플랫폼(300)의 하부에 위치할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 스테빌라이저 모듈(400)은 지지 모듈(200), 및 모션 플랫폼(300)의 균형을 유지시키기 위하여 구동 각도를 틸팅할 수 있다.

다시 도2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 프로세서(100)는 감지부(500)에 의해 감지된 선박(5)의 움직임을 분석한 움직임 정보를 토대로 모션 플랫폼(300)의 구동을 제어하기 위한 제어신호를 생성할 수 있다.

보다 구체적으로 설명하면, 본 실시예에 따른 감지부(500)는 선박(5)이 설치된 위치에서의 미리 정해진 시간 동안(예를 들어, 0.5내지 10분)의 선박(5)의 움직임을 감지하고, 프로세서(100)는 감지부(500)에 의해 감지된 선박(5)의 움직임 정보를 토대로 상기 제어신호를 생성하되, 선박에 발생될 동요를 예측하여 예측 정보를 생성한 뒤, 예측 정보를 기초로 제어신호를 생성할 수 있다.

모션 플랫폼(300)은 이렇게 생성된 제어신호에 따라 구동하고, 그 후, 감지부(500)가 미리 정해진 시간 동안 다시 선박의 움직임을 감지할 수 있다. 그리고, 프로세서(100)는 감지부(500)에 의해 다시 측정된 선박의 움직임 정보와 예측 정보를 비교하여 오차를 계산하고, 계산된 오차가 기 설정된 오차 범위 이상인 경우, 상기 계산된 오차를 고려하여 모션 플랫폼(300)의 구동을 보정하기 위한 제어신호를 다시 생성하여, 다시 생성된 제어신호에 따라 모션 플랫폼(300)이 구동할 수 있다.

본 실시예에 따른 자세 유지 장치(10)는 상기와 같은 동작을 반복 수행함에 따라 오차를 점차 줄여나감으로써, 갱웨이(20)가 선박(5)의 동요와 상관없이 안정적인 자세를 유지할 수 있도록 한다.

상술한 바와 같은, 본 발명의 일 실시예에 따른 8 자유도 자세 유지 장치(10)은 다양한 선박 운동 따른 갱웨이의 수평 자세 유지를 위해 다수의 전기적 액추에이터 및 모터, 기계적인 메커니즘 보완 등을 이용한 장치로, 정밀한 고속 리니어 액추에이터 6의 직선운동을 이용하여 8자유도 운동을 10초 이내, 최대 20~30도까지 자세 유지 및 보정할 수 있는 성능을 확인하였다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

10: 자세 유지 장치
100: 프로세서
200: 지지 모듈
300: 모션 플랫폼
400: 스테빌라이저 모듈
500: 감지부

Claims

선박에 설치되는 자세 유지 장치로서,
해양구조물과 상기 선박의 사이를 연결하는 다리 역할을 하는 갱웨이(gangway)와 결합되어, 상기 갱웨이를 지지하는 지지 모듈과,
상기 지지 모듈의 하부에 위치하고, 상기 지지 모듈과 결합되어, 상기 갱웨이가 일정한 자세를 유지할 수 있도록 동작하는 모션 플랫폼과,
상기 선박이 설치된 위치에서의 미리 정해진 시간 동안의 상기 선박의 움직임을 감지하는 감지부와,
상기 모션 플랫폼의 하부에 위치하고, 상기 지지 모듈, 및 상기 모션 플랫폼의 균형을 유지시키기 위하여 구동 각도를 틸팅하는 스테빌라이저 모듈과,
상기 감지된 상기 선박의 움직임을 분석한 움직임 정보를 토대로 상기 선박에 발생될 동요를 예측하여 예측 정보를 생성하고, 상기 예측 정보를 기초로 상기 모션 플랫폼의 구동을 제어하기 위한 제어신호를 생성하는 프로세서를 포함하되,
상기 감지부는, 상기 제어신호에 따라 상기 모션 플랫폼의 동작한 이후에 발생된 상기 선박의 움직임을 다시 측정하며,
상기 프로세서는, 상기 감지부에 의해 다시 측정된 움직임 정보와 상기 예측 정보를 비교하여 오차를 계산하고, 계산된 오차가 기 설정된 오차 범위 이상인 경우, 상기 계산된 오차를 고려하여 상기 모션 플랫폼의 구동을 보정 제어하기 위한 제어신호를 다시 생성하고,
상기 모션 플랫폼은, 상기 스테빌라이저 모듈에 일측이 고정되는 베이스 플레이트와, 상기 베이스 플레이트의 타측에 일측이 연결되어 회동하는 복수의 베이스 연결 링크들과, 상기 베이스 연결 링크들 중 한 쌍의 베이스 연결 링크들을 상기 베이스 플레이트 상에 고정시키는 복수의 베이스 연결 링크 고정부들을 포함하되,
상기 베이스 연결 링크 고정부들이 배치되는 상기 베이스 플레이트는 내주면(內周面)에 비해 외주면(外周面)의 높이가 더 낮아지도록 경사진 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 자세 유지 장치.
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제1항에 있어서,
상기 모션 플랫폼은,
상기 베이스 연결 링크들 각각에 연결되어, 직선 운동하는 복수의 선형 액추에이터들과,
상기 지지 모듈과 결합되는 서브 플레이트와,
일측이 상기 선형 액추에이터들 각각에 연결되고, 타측이 상기 서브 플레이트와 연결되어 회동하는 복수의 서브 연결 링크들;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자세 유지 장치.
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제3항에 있어서,
상기 서브 플레이트는 다각형 형상으로 형성되되, 상기 베이스 플레이트의 면적보다 더 작게 형성되고,
상기 서브 플레이트는, 상기 서브 연결 링크들 중 한 쌍의 서브 연결 링크들을 상기 서브 플레이트 상에 고정시키는 복수의 서브 연결 링크 고정부들을 더 포함하며,
상기 각 서브 연결 링크 고정부에 의해 고정되는 한 쌍의 서브 연결 링크들은, 상기 각 베이스 연결 링크 고정부에 의해 고정된 각 쌍의 베이스 연결 링크들의 구성과 다른 구성의 상기 베이스 연결 링크의 쌍들과 연결된 상기 선형 액추에이터들과 연결되는 것을 특징으로 하는 자세 유지 장치.
제6항에 있어서,
상기 서브 연결 링크 고정부들이 배치되는 상기 서브 플레이트는 내주면(內周面)에 비해 외주면(外周面)의 높이가 더 낮아지도록 경사진 형태로 형성되고, 중앙에 상기 지지 모듈이 관통하기 위한 홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 자세 유지 장치.
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